Спиртовое брожение. Дрожжи, применяемые в бродильных производствах

Т ехнология бродильных производств — наука о методах и процессах переработки различных видов сырья в продукты бро­жения. Основным и общим процессом в технологии бродильных производств является брожение.

Брожением в широком смысле этого слова можно назвать процесс обмена веществ, при котором в органическом субстрате происходят изменения под действием ферментов микроорганиз­мов. Различают два типа брожения: анаэробное и аэробное. Анаэробным брожением называется ферментативный процесс глубокого распада сложных органических соединений (преиму­щественно сахаров) на более простые вещества, идущий без участия молекулярного кислорода. К анаэробному типу относят­ся спиртовое, ацетоно-бутиловое и молочнокислое брожение. Аэробное брожение представляет собой такую форму распада Сахаров, которая требует присутствия свободного кислорода. К аэробному типу относятся уксуснокислое и лимоннокислое брожение. Существует много различных видов брожений, но наи­большее применение из них в производстве находят спиртовое, молочнокислое, уксуснокислое, лимоннокислое и ацетоно-бути­ловое.

Производства, основанные на брожении, связаны общно­стью применяемого сырья и характером технологических про­цессов.

В бродильных производствах применяют различные микроор­ганизмы: дрожжи, бактерии и плесени. Эти микроорганизмы различаются по строению, размерам, способу размножения, реак­ции со свободным 'кислородом, условиям роста, способности воздействовать на различные субстраты. Но они сходны в том, что активно развиваются и содержат биохимические катализа­торы — ферменты, при помощи которых и катализируют вызыва­емые ими реакции.

Живые клетки микроорганизмов продуцируют множество различных ферментов, которые подразделяются на два типа: экзоферменты и эндоферменты. Экзоферменты выделяются клет­ками и действуют вне клеток на органические вещества среды — белки, углеводы и жиры. Эндоферменты образуются и остаются

внутри живых клеток и катализируют изменение или разложе­ние (диссимиляцию) питательных веществ внутри.клеток. Про­дукты разложения могут входить в клеточную протоплазму или выделяться через оболочку клетки в среду.

Микроорганизмы брожения нашли широкое техническое при­менение благодаря тому, что они легко культивируются, быстро развиваются в благоприятных питательных средах, синтезируют большое число ферментов, вызывающих соответствующие хими­ческие изменения сложных органических веществ в сравнитель-.но простых производственных условиях, и сохраняют в этих условиях физиологическое постоянство.     

Продукты, образующиеся в результате каталитического дей«-ствия ферментов микроорганизмов на органические вещества, ис­пользуются для практических целей. Так, все названные виды •брожений широко используются для производства этилового •спирта, пива, вина, кваса, хлебопекарных дрожжей, глицерина, -ацетона, бутилового спирта и органических кислот.

Различают три основные группы бродильных производств.

I. Производства, основанные на применении дрожжей: про­изводство этилового спирта, глицерина, хлебопекарных и кормо­вых дрожжей, вина, пива и кваса.

П. Производства, основанные на применении бактерий: про­изводство органических растворителей— ацетона и бутилового •спирта, (производство уксуса, молочной кислоты, масляной кис­лоты, пропионовой кислоты.

III. Производства, основанные на применении плесневых гри­мов: производство лимонной,' глюконовой, итаконовой, фумаро-вой кислот.

Производства первой группы относятся к бродильной про-.мышленности, а производства второй и третьей групп — к мик­робиологической промышленности. К бродильной промышленно­сти относятся также производства ликеро-водочных и безалко­гольных напитков, в которых при обработке плодово-ягодных •соков применяют ферментные препараты и этиловый спирт. К тому же этиловый спирт — основное сырье ликерно-водочного производства. По характеру применяемого сырья и используе--мому технологическому оборудованию эти производства имеют сходство с бродильными производствами.